Порядок осуществления измерительных операций. Порядок проведения эксперимента заключается в следующем

Порядок проведения эксперимента заключается в следующем. Исследуемую жидкость 1 наливают в верхнюю полость нижнего теплообменника 9. Затем в жидкость помещают чувствительный преобразователь. Толщина слоя исследуемой жидкости задается выбором соответствующего калиброванного кольца 8 так, чтобы число Релея Ra в процессе эксперимента не превышало следующего значения [18]:

,

где g – ускорение свободного падения; b – коэффициент объемного расширения; Δ t – перепад температуры в слое исследуемой жидкости; n – коэффициент кинематической вязкости жидкости.

Выполнение условия (7.34) позволяет (см. п. 4.4.3) исключить влияние конвективного переноса тепла в слое исследуемой жидкости на результаты измерений.

При экспериментальном определении теплофизических характеристик различных жидкостей толщина слоя фактически может изменяться от 2 до 4 мм в зависимости от вида жидкости при диаметре нагревателя L = 67 мм, т.е. отношение δ/ L не превышает 0,06.

На подготовительном этапе эксперимента начинают прокачивать теплоноситель через внутренние полости теплообменников 6 и 9. Цель подготовительного этапа заключается в достижении постоянной первоначальной температуры Т ₀ как в слое жидкости, так и во всем объеме чувствительного преобразователя. О завершении подготовительного этапа судят по постоянной разности температур Т, измеряемой термометрами сопротивления 3 и 7.

На втором основном этапе эксперимента подают с блока питания напряжение на нагреватель 4 и, начиная с этого момента, через заданный период времени Dt измеряют термометрами сопротивления 3 и 7 разность температур между верхним теплообменником 6 и подложкой 5 в плоскости с координатой . Одновременно измеряют значение напряжения питания электрического нагревателя 4. Поверхностную плотность внутреннего источника тепла при вычисляют по формуле

,

где электрическая мощность, потребляемая нагревателем 4 площадью S; U _нагр – падение напряжения на сопротивлении R нагревателя.

Эксперимент заканчивается в момент времени τ _k, когда достигается новое, практически постоянное значение разности температуры Т. Отметим, что разность температур Т не превышает 7 ^оС при абсолютной погрешности ее измерения не более 0,01 ^оС. Искомое значение коэффициентов температуропроводности а_х, теплопроводности λ _х и объемной теплоемкости с_х ρ _х исследуемой жидкости вычисляют по экспериментально измеренным значениям разности температур Т (τ), поверхностной плотности q (τ) внутреннего источника тепла и толщины слоя исследуемой жидкости в соответствии с изложенной выше методикой по формулам (7.28), (7.31) и (7.32).